乔纳森·艾森：认识你的微生物群落

我来先讲一个小故事 我在附近的地区长大，我15岁时 在四个月里，我从一个自认为的体格强壮的年轻运动员 逐渐消瘦 直到变成一个饥民 有着永不满足的饥渴感 基本上我已经消化光了自己的身体 情况严重到，在我的一次背包旅途中 实际上是我的第一次，在西弗吉尼亚的 Old Rag Mountain 我像狗一样 把脸埋在水坑里喝水

那天晚上，我被带到急救室 被诊断患有I型糖尿病导致的酮酸中毒 后来我康复了，感谢现代医学的奇迹 胰岛素和其它东西， 我的体重全恢复了，还有些增长

这些事情发生后， 我心里开始有了些想法 当时我想的是， 糖尿病是什么导致的? 你们知道， 糖尿病是一种免疫疾病 你的身体攻击正常细胞，当时人们认为 可能在一些情况下，人体接触到病原体 免疫系统被激活，与病原体作斗争 结果杀死了制造胰岛素的细胞 对于这个解释，我思考了很长一段时间 这也是医学和大众主要关注的理论 微生物是有害的 现在我需要我的助理帮忙 你们可能认得她

其实昨天，很抱歉，我没来听一些演讲 我去了一下国家科学院的大楼 楼里有人在卖玩具，巨型微生物 接好了! 如果你接住那一个，你就已经感染了食肉细菌 显然我的棒球技能已经不比当年了

(笑声)

所以，不幸的是，也不让人惊奇的是 他们在国家科学院大楼卖的微生物玩具是病原菌 大家都只关注致死的微生物 那也是我当时研究的重点 实际上我们正在被厚厚的一层微生物覆盖 而多数情况下, 这些微生物对我们是有益的 而不是有害致死的 而且我们认识到这一点，已经有一段时间了 人们用显微镜观察覆盖人体的微生物 我知道你没在听我讲话，但是……

(笑声)

这些覆盖人体的微生物 如果你用显微镜观察它们 你会发现在我们身上的微生物细胞 是人体细胞数量的10倍 我们身上微生物的质量比我们大脑的质量还重

我们的身体实际上是一个丰富的微生物生态系统 不幸的是, 如果你想要研究微生物 仅仅用显微镜观察是不够的 我们刚才听到了DNA测序 事实证明研究和理解微生物的最好方法之一 是研究它们的DNA 这正是我20年来一直在做的事 我通过DNA测序来分析从不同来源采来的样品 其中包括人体样本，测出DNA序列 然后从这些DNA序列中了解 在特定位置的微生物

神奇的是，在使用这个技术时 比如说，研究人体系统 我们不只是被覆盖在数量众多的微生物中 我们身上的微生物种类也是成千上万的 我们覆盖的微生物种群 有数百类个基因 而且每个人身上的微生物种群各不相同 在过去的10或15年里，人们一直在思考 也许这些微生物 这些人体上覆盖的微生物云 以及人和人之间的微生物差异 对人类的健康和疾病的个体差异有重要影响

这就回到了我之前和你们说过的糖尿病的故事 结果是人们现在认为 一型糖尿病诱因之一并不是与病原体的战争 却是因为它其实在试着 与身体内外的微生物传达错误的信息 然后这些在我身体内外的微生物群落不知怎么地消失了 这触发了某种免疫反应 让我的身体消灭了自身的 制造胰岛素的细胞

所以在接下来几分钟我想和你们分享的是 人们通过DNA测序技术了解到哪些内容 尤其是对于身体内外的 微生物云 我想和你们讲一个有关我个人研究课题的故事 我自己的第一次研究人体微生物的经历 实际上就来自 我在街对角的乔治城大学做的一个演讲

我在那做了个演讲，而乔治城大学医学院的院长 刚好是我的一个家族方面的朋友，去听了演讲 会后他上来和我说，他们正在 做人体回肠移植方面的研究 他们想要研究移植后的微生物分布情况

所以我开始和 Michael Zasloff 和 Thomas Fishbein 合作 观察回肠移植后微生物繁殖情况 我可以和你们聊这项研究的所有细节 但是我想给你们讲这个故事的原因是 他们在这个课题开始阶段 做了特别惊人的尝试 他们取得捐赠者的回肠，里边充满捐赠者身上的微生物 同时有受赠者，他们体内的微生物菌群可能出了些问题 比如说，克罗恩病患者 然后他们消毒捐赠者的回肠 清除所有的微生物，然后移植到受赠者体内 他们这样做，因为这是医学上的通用做法 即便它显然 不是一个好主意

幸好在这个研究过程中 移植外科医生和其他成员决定 抛开通用做法，我们必须换个办法 所以他们留下回肠中的部分微生物菌群 他们留下了捐赠者体内的微生物 理论上说，这可能 对接受回肠移植的人有益

所以，大家，这就是我这些年来所做的研究 在过去几年中，通过DNA技术来观察人体内外的微生物研究 有了长足进展 人类微生物菌落项目 正在美国展开 在欧洲, 有人类肠道宏基因组计划(MetaHIT)和很多其它研究

当他们做了各种研究 他们发现了各种现象，比如一个婴儿 从产道出生时 母体的微生物菌群会移植到婴儿上 剖腹产有一些风险 其中有可能包括错误移植 当婴儿经由剖腹被取出母体 而非从产道生出时, 这有可能发生 许多不同研究显示 在我们身体和表面的微生物 对免疫系统的发育有益 帮助击退病原体，促进新陈代谢 决定我们的代谢速度 可能决定我们的体味 还可能在很多方面塑造我们的行为

因此这些研究证明或者推断了 这些微生物群落的各种重要功能 这些在我们体内和表面生活的非病原体，这层“云”的功能 有个领域我觉得很有意思 就是既然刚才我们刚扔了一群菌到人群中 你们中间有许多人也许有这个心态, 我叫它“恐菌症” 人们真的很重视清洁, 是吗？ 我们的厨房桌台上有抗菌用品 人们时时刻刻都在洗身上的每个部分 抗生素大量地流入我们的食物和居住环境中 我们无节制地滥用抗生素

如果你生病了，杀死病原体是件好事 但我们要知道，当我们把化工产品 和抗生素注入我们的生活中时，我们也在杀死 生活在我们体内和表面的微生物云 研究发现，过度使用抗生素，尤其在儿童身上 和肥胖、自身免疫疾病 以及其它各种健康问题都有关 因为抗生素破坏了 人体的微生物群落

所以微生物群落可能会出问题 不论我们喜不喜欢 或者我们可以用抗生素杀死这些微生物 但是我们怎样才能重建这些群落? 我相信在座的许多人听说过益生菌群 人们可以尝试用益生菌来重建 体内和体表的微生物群落 已经有一些使用益生菌的成功案例 在加州大学戴维斯分校有一项研究 人们尝试用益生菌来治疗和预防 早产儿的坏死性小肠结肠炎 早产儿身上有不少和微生物群落相关的问题 也许益生菌可以帮助预防 早产儿罹患 这种可怕的坏死性小肠结肠炎

但是益生菌是一个非常，非常简单的解决方法 许多你可以吃的药丸或酸奶 含有一或两种，还可能五种细菌 而人体微生物群落包含数千个菌种 所以我们怎样才能重建我们的微生物群落 在我们身上有数千种微生物的情况下？

好吧，动物们所做的一件事是 它们吃类便——食粪症 实际上许多兽医 尤其是老派的兽医 一直在用一种叫“粪便茶”的东西 不是屁屁，而是粪便茶来治疗 马和牛的腹绞痛和其它类似疾病 就是用健康动物的粪便做成茶 然后喂给生病的动物喝 但是，除非你有一头身上装了研究反刍消化装置的牛，肚子一侧开了个大洞 你可以把手伸进它的瘤胃 很难想象从嘴巴经过整个消化道上部 传输微生物 是最好的传输方式 所以你们可能听说过有人在做 粪便移植，与其将少数益生菌种 从口腔传入体内 他们将一个益生菌群 来自一个健康的捐赠者的整个微生物群落 从消化道的另一端送入体内

事实表明这种做法 对于某些顽固的传染病很有疗效 比如可以在人体内存活多年的 艰难梭状芽孢杆菌感染 粪便移植 从而实现健康捐赠者的粪便中微生物的移植 事实上已经有一些成功治愈系统性艰难梭状芽孢杆菌感染的案例

这些新的移植方法，这些粪便移植 或是粪便茶给我还有很多人以启示 我们有了共同的想法 就是这些在我们体内外的微生物群落，是一个器官 我们应该把它看成一个有功能的器官，看成人体的一部分 我们应该认真对待它，尊重它 我们不应该在不必要的情况下破坏它的平衡 比如采用剖腹产，使用抗生素 或过度清洁

因为用DNA测序技术，人们可以做详细的研究 就像比较100个克罗恩病患者 和100个没有克罗恩病的人 或者比较100个在小时候服用过抗生素的人 和100个小时候没服用过抗生素的人 我们现在可以开始比较他们的微生物群落 和它们的基因来看是否存在差异 最终我们可能会弄明白，这些人群间的差异是否 不仅仅是相关的，还有因果关系 小鼠和其它动物实验模型系统 也正帮助我们研究，但人们现在使用 DNA测序技术是因为成本已经很低 如果要研究不同人体内外的微生物的话

所以，总的来说，我想告诉你们的是 我并没有告诉你们我患糖尿病的故事 实际上我父亲是个医生 他研究内分泌激素。很多次我和他说 我又累，又渴，感觉不舒服 他耸耸肩，我想，他要么认为 我只是爱抱怨，要么 是一个医生认为“我家的小孩不会生病”的心态 我们甚至举家前往魁北克 参加国际内分泌学学会 我每五分钟就要起来尿尿 吃饭时要喝完每个人的水 我想，他们可能都认为我嗑药了

（笑声）

但我和你们说这个故事的原因是 在医学界，以我的父亲为例 有时候看不到眼前发生的事 这层微生物云，就在我们眼前 很多时候我们看不到它。它是隐形的 它们是微生物，微小的生物。 但是我们可以通过它们的DNA看到它们 我们可以通过它们对人类的影响看到它们

我们现在需要做的是 开始思考在人类医学每个方面 微生物群落的作用 这并不意味着它会影响我们的每一部分 但是有这个可能性 我们需要一份人类体内和表面的微生物的实地指南 这样我们才能了解 它们对我们生活的影响 我们就是它们。它们就是我们

谢谢

（掌声）